UEM 2020 (Conhecimentos Específicos) — questão 29 de Física
Enunciado em texto
Considerando a descrição de gases ideais monoatômicos pela teoria cinética dos gases, assinale o que for correto.
(01) A pressão de um gás sobre a parede do recipiente que o contém é o resultado dos choques de seus átomos contra essa parede.
(02) A temperatura de um gás quantifica o grau de agitação de seus átomos.
(04) A energia cinética média por átomo depende da natureza específica do gás.
(08) A temperatura conhecida como zero absoluto corresponde à situação em que a velocidade de cada átomo é nula.
(16) A energia cinética média por átomo é dada por , em que T é a temperatura do gás e é a constante de Boltzmann.
(Enunciado: Vestibular UEM 2020, Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar as ideias centrais do modelo cinético do gás ideal monoatômico.
(01) Verdadeira. Cada choque de um átomo com a parede troca quantidade de movimento; o efeito médio de bilhões de choques por segundo é uma força distribuída, isto é, a pressão.
(02) Verdadeira. No modelo, a temperatura absoluta mede a energia cinética média de translação dos átomos, ou seja, seu grau de agitação.
(04) Falsa. A energia cinética média depende só da temperatura (veja a 16). Gases diferentes à mesma temperatura têm a mesma energia cinética média por átomo (os mais leves compensam com velocidades maiores).
(08) Verdadeira. No modelo da teoria cinética, a energia cinética média é ; em ela é zero, e como nenhuma energia cinética é negativa, a de cada átomo tem de ser zero, ou seja, todos parados.
(16) Verdadeira. É o resultado central do modelo:
Atenção: a (08) é verdadeira dentro do modelo clássico que o enunciado manda usar. Na física quântica, mesmo no zero absoluto as partículas mantêm uma energia mínima (energia de ponto zero), mas esse refinamento está fora da teoria cinética.
⚠️ A armadilha: a (04). Massa e natureza do gás mudam a velocidade média dos átomos, não a energia cinética média, que só depende de T.
A ideia em uma frase: na teoria cinética, pressão vem dos choques e temperatura é energia cinética média: Ec = (3/2)kT, igual para qualquer gás.
Resposta: soma 27 (01 + 02 + 08 + 16).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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